Daten & Codierung
Ein Computer kennt im Grunde nur zwei Zustände: Strom an oder Strom aus – 0 oder 1. Wie schafft er es damit, Texte, Zahlen, Farben, Bilder, Musik und Videos darzustellen? Das ist die zentrale Frage dieses Themas.
Alles, was ein Computer speichert oder verschickt, besteht am Ende aus einer langen Folge von Nullen und Einsen. Ob du eine WhatsApp schreibst, ein Foto machst oder ein Lied hörst – all diese Informationen müssen zuerst in Bits (0 und 1) übersetzt werden. Diesen Vorgang nennt man Codierung.
In diesem Thema lernst du, nach welchen Regeln Zahlen, Texte und Bilder codiert werden – und wie man die entstehenden Datenmengen berechnet.
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Alles wird zu 0 und 1
Probiere es gleich selbst aus: Wechsle zwischen den drei Modi und schau zu, wie ein Text, eine Zahl oder eine Farbe zu Nullen und Einsen wird.
Jedes Zeichen wird über Unicode/UTF-8 zu einem oder mehreren Bytes – und jedes Byte sind 8 Bit (0 oder 1).
Was dich in diesem Thema erwartet
- Zahlensysteme – Dezimal, Binär, Hexadezimal & Co.: Wie funktionieren Zahlensysteme mit verschiedenen Basen und wie rechnet man sie um?
- Binär rechnen – Addition und Subtraktion direkt im Binärsystem.
- Textcodierung – Von der Brailleschrift über ASCII bis zu Unicode und UTF-8: Wie werden Buchstaben zu Bits?
- Bildcodierung – Raster- und Vektorgrafiken, das RGB-Farbmodell, Dateiformate und Datenmengen von Bildern.
- Datenmengen – Bit, Byte, Kilobyte, Megabyte …: Einheiten der Digitaltechnik und wie man sie umrechnet.
- Kompression – Wie man Daten kleiner macht: verlustfrei (RLE, Huffman) und verlustbehaftet (JPEG, MP3).
Wie alles zusammenhängt
Diese Übersicht bringt das ganze Thema auf einen Blick zusammen: In der Mitte stehen die Bits. Je nach Codierung werden daraus Zahlen, Zeichen oder Farben – und genau diese Codierungen sind die Kapitel dieses Themas.
Dieselben 8 Bits bedeuten je nach Codierung etwas anderes. Klick die Bits in der Mitte um – oder wähle ein Beispiel – und schau, was sie ringsherum ergeben. Klick eine Codierung, um zum Kapitel zu springen.
Was du am Ende kannst
Nach diesem Thema kannst du …
- erklären, warum ein Computer alle Informationen mit nur 0 und 1 darstellt,
- Zahlen zwischen dem Dezimal- und dem Binärsystem umrechnen und binär addieren,
- beschreiben, wie Texte (ASCII/Unicode) und Bilder (Pixel & RGB) codiert werden,
- und Datenmengen in Bit, Byte, Kilobyte usw. berechnen und umrechnen.